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| 第6章齿轮传动2 |
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机械设计第6章齿轮传动第6章齿轮传动6.1齿轮传动的特点6.2齿轮传动的精度选择6.3齿轮传动的失效形式和设计准则6.4齿轮的受力分析、计
算载荷6.5齿轮的强度计算6.5.0接触强度6.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算6.5.2斜齿圆柱齿轮的强度计算6.5.3锥齿圆柱齿轮
的计算第6章齿轮传动6.6齿轮传动设计6.6.1齿轮传动的参数选择6.6.2齿轮传动的设计步骤6.5.0接触疲劳强度(P38)赫
兹公式接触应力定义：具有一定曲面的两个物体在压力的作用下相互接触，在接触表面产生应力，称为接触应力，它属于表面应力。接触应力的分类
初始点接触：未受载荷之前为点接触，受载后接触点转化为椭圆面。初始线接触：未受载荷之前为线接触，受载荷后，接触线转化为一矩形面。Fn
6.5.0接触疲劳强度(P38)赫兹公式Fn式2－426.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算一、齿面接触疲劳强度计算二、齿根弯曲疲劳强度
计算.三、齿轮传动强度计算说明6.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算一、齿面接触疲劳强度计算1、满足接触疲劳强度的条件：接触疲劳许用应力
接触应力6.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算2.齿面接触疲劳强度计算6.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算2.齿面接触疲劳强度计算齿轮接触强
度计算的几点假设齿轮轮齿啮合时可近似为两圆柱体的接触；以节点啮合为齿面接触强度的危险点，代替理论上的单对齿啮合最低点，以便于进行计
算；载荷作用于单对齿啮合区的最高点处。BAo6.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算2.齿面接触疲劳强度计算由图，节点处的综合曲率半径为B
Ao6.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算2、齿面接触疲劳强度计算根据赫兹公式重合度影响系数当齿轮采用其它材料时，引入弹性系数ZEP19
5表6－9节点区域系数P196图6－146.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算2、齿面接触疲劳强度计算校核公式引入齿宽系数设计公式6.5
.1直齿圆柱齿轮的强度计算3、接触疲劳许用应力齿轮的接触疲劳极限，MPa,P203－205图6-22接触疲劳寿命系数，P206表6
-11，与N有关工作硬化系数，P205表6－23齿面接触疲劳安全系数，P209表6-126.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算齿轮的寿命
，h齿轮每转一周，同一齿面啮合的次数齿轮的转速，r/min3、接触疲劳许用应力应力循环次数N：分析中间齿轮接触啮合齿数N6.5.1
直齿圆柱齿轮的强度计算二、齿根弯曲疲劳强度计算1、计算依据满足弯曲疲劳强度的条件6.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算2、齿根弯曲疲劳应
力计算建立力学模型：假设全部载荷作用于齿顶；不计齿根的压应力；用30°切线法确定危险截面6.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算2、齿根弯
曲疲劳应力计算危险截面处的弯曲应力因为YFa齿形系数6.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算2、齿根弯曲疲劳应力计算考虑齿根应力集中、重合
度的影响危险截面处的弯曲应力6.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算2、齿根弯曲疲劳应力计算因为校核公式设计公式分析中间齿轮接触啮合齿数N
6.5.1直齿圆柱齿轮的强度计算3、弯曲疲劳许用应力齿轮的弯曲疲劳极限P207－208图6-24弯曲疲劳的寿命系数，P209表6－
13尺寸系数，P210图6－25试验齿轮的应力修正系数，取2弯曲疲劳安全系数，P209表6－12对称循环许用弯曲应力取70%6.5
.1直齿圆柱齿轮的强度计算齿轮传动弯曲应力极限一般取中间MQ偏下值；硬度超过范围可外插法取值；注意：对称循环弯曲应力时乘0.7直齿
圆柱齿轮的强度计算总结：按齿面接触疲劳强度设计公式齿根弯曲疲劳应力计算设计公式齿轮传动强度计算说明1.两齿轮弯曲应力是否相同？许用
应力呢？2.齿轮弯曲强度比较齿轮传动强度计算说明3.齿轮接触强度比较齿轮传动强度计算说明4.预选载荷系数Kt5.注意对开式齿轮
：只按弯曲疲劳强度设计，然后将模数放大10％～15％，对软齿面齿轮：按接触疲劳强度设计，按弯曲疲劳强度校核，对硬齿面齿轮：按弯曲疲
劳强度设计，按接触疲劳强度校核。分析中间齿轮接触应力和弯曲应力的特点6.5.1齿轮传动设计参数的选择1.压力角a压力角?齿厚
曲率半径弯曲应力接触应力2.小轮齿数z1d不变，即中心距a为定值时z1重叠系数大，传动平稳；模数小，齿高减小，
降低VS，抗磨损和胶合能力强；但抗弯强度差。6.5.1齿轮传动设计参数的选择2.小轮齿数z1对软齿面、闭式传动，失效以点蚀为主
，所以模数可小些开式传动，主要失效形式是磨粒磨损与轮齿折断，因此，模数要取大些。开式传动：z1=17～20；闭式传动：z1
=20（25）～406.5.1齿轮传动设计参数的选择3.齿宽、齿宽系数齿愈宽，承载能力强，径向尺寸小，但载荷分布不均小齿轮的齿宽
大齿轮的齿宽6.5.1齿轮传动的设计步骤由失效形式，定设计准则明确设计要求选材料例题定齿轮参数定齿轮结构定齿轮的润滑等6.5.2斜
齿圆柱齿轮的强度计算复习：斜齿圆柱齿轮传动的特点及主要几何关系传动特点啮合性能优于直齿轮，传递的扭矩更大，传动平稳，但工作中会产
生轴向力斜齿轮传动的旋向相反旋向主要几何关系：（几何关系参见《机械原理》）几何计算值为斜齿轮的端面标准压力角与标准模数定义在法面，
法面的当量齿轮是强度计算的对象主要参数之间的换算关系6.5.2斜齿圆柱齿轮的强度计算当量齿数当量齿宽为斜齿轮法面上的当量直齿轮强
度计算的模型：当量直齿轮考虑重合度的影响6.5.2斜齿圆柱齿轮的强度计算1、齿面接触疲劳强度公式校核公式齿轮端面啮合角，
为齿轮基圆螺旋角P216图6-286.5.2斜齿圆柱齿轮的强度计算1、齿面接触疲劳强度公式设计公式6.5.2斜齿圆柱齿轮的强度计
算2、齿根弯曲疲劳强度计算考虑接触线倾斜对齿根受力的有利影响，引入螺旋角系数Y?校核公式法向模数设计公式YFaYsa按当量齿数z
v,查图6-18、6-19；Y?根据螺旋角，查图6-296.5.2斜齿圆柱齿轮的强度计算参数选择中心距直接圆整一般取β=8~2
0°，常用为β=8~15°6.5.3锥齿齿轮的计算圆锥齿轮传动的特点传递两个相交轴的运动，一般采用∑=90°，也可根据需要取∑≠9
0°轮齿分布在一个截锥体上，轮齿刚度由大端到小端逐渐减小，因此，沿齿宽方向载荷分布不均匀与圆柱齿轮相比，因加工精度低，工作时有振动
，噪声也较大，所以不适合于高速传动。同时，由于大齿轮加工较困难，所以单级传动比i≤3几何计算和测量时以大端为标准面m、?为标准值；
强度计算用齿轮中点处的当量直齿圆柱齿轮作为基准圆锥齿轮传动的类型直齿圆锥齿轮、斜齿圆锥齿轮、曲齿圆锥齿轮（圆弧齿、螺旋齿等）复习：
锥齿轮传动参数及几何关系计算1、主要传动参数模数m、压力角?、齿数z1、z2、齿宽b、锥顶角?1、?2、锥距R2、几何关系齿数比
：锥顶距：齿宽系数：通常取（0.25~0.35），常用的值为1/3。平均直径：平均模数：当量齿数：当量直径：6.5.3锥齿齿轮的计
算简化为锥齿轮齿宽中点的当量直齿圆柱齿轮的强度计算强度计算的模型：当量直齿轮当量齿数齿宽为6.5.3锥齿齿轮的计算1、齿面接触疲
劳强度公式校核公式设计公式齿宽系数6.5.3锥齿圆柱齿轮的计算2、齿根弯曲疲劳强度计算校核公式大端模数设计公式6.5.3锥齿圆柱齿
轮的计算参数选择传动比i=1～5；一般减速箱齿轮取0.4硬齿面齿轮取0.1-0.2开式齿轮取0.1-0.36.6齿轮传动的润滑齿
轮传动润滑的目的避免金属间的直接接触、减少摩擦损失、散热、防锈等齿轮传动润滑的方式1、开式传动或闭式低速传动：人工周期性加油润滑
；2、通常的闭式齿轮传动：v<12m/s时，浸油润滑v>12m/s喷油润滑（喷嘴的位置：v≤25m/s时，啮入或啮出端均可；
v>25m/s时，置于啮出端，以便于散热和润滑。）润滑剂的选择P226图6－33——确定润滑油的粘度P226表6－15修正——选择润滑剂的类型（润滑油或润滑脂）开式齿轮参考表6－16变位齿轮传动强度计算概述一.变位对弯曲强度的影响二.变位对接触强度的影响齿轮传动总结齿轮传动的失效形式齿轮传动的受力分析齿轮传动的材料选择齿轮传动的强度计算（力学模型）接触疲劳强度弯曲疲劳强度齿轮传动的参数选择END齿数对齿形的影响 |
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